高等数学真题精选(下集)

难度:易及中,海南省BIM中心整理

101.
设函数 \(f(x)\) 在点 \(x_0\) 的一个邻域内可导且 \(f'(x_0)=0\)(或不存在),下列说法不正确的是( )
A. 若 \(x0\),\(x>x_0\) 时 \(f'(x)<0\),则 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处取得极大值
B. 若 \(xx_0\) 时 \(f'(x)>0\),则 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处取得极小值
C. 若 \(xx_0\) 时 \(f'(x)>0\),则 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处取得极大值
D. 若 \(x\) 在 \(x_0\) 左右两侧邻近取值时 \(f'(x)\) 不改变符号,则 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处没有极值
答案:C

解析:

本题考查极值的第一充分条件(单调性判别法)。

A项:先增后减,为极大值。正确。

B项:先减后增,为极小值。正确。

C项:描述的是先减后增,应为极小值,而非极大值。故C说法不正确

D项:导数不变号说明单调性未改变,无极值。正确。

102.
\(f'(x_0)=0, f''(x_0) \ne 0\),若 \(f''(x_0) > 0\),则函数 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处取得( )
A. 极大值
B. 极小值
C. 极值点
D. 驻点
答案:B

解析:

这是极值的第二充分条件。

二阶导数大于0,说明曲线在 \(x_0\) 处是凹的(开口向上),且一阶导数为0,故取得极小值

103.
当 \(a < x < b\) 时,恒有 \(f''(x) > 0\),则曲线 \(y=f(x)\) 在 \((a,b)\) 内( )
A. 单调增加
B. 单调减少
C. 上凹 (凹)
D. 下凹 (凸)
答案:C

解析:

\(f''(x) > 0\) 意味着曲线是凹的(Concave Up,开口向上),中文教材常称为“凹”或“上凹”。

注:不同教材对凹凸的定义可能相反,但 \(f'' > 0\) 对应 \( \cup \) 形曲线是通用的。

104.
函数 \(f(x) = x - e^x\) 的单调区间是( )
A. 在 \((-\infty, +\infty)\) 上单增
B. 在 \((-\infty, +\infty)\) 上单减
C. 在 \((-\infty, 0)\) 上单增,在 \((0, +\infty)\) 上单减
D. 在 \((-\infty, 0)\) 上单减,在 \((0, +\infty)\) 上单增
答案:C

解析:

求导:\(f'(x) = 1 - e^x\)。

令 \(f'(x) > 0 \Rightarrow 1 - e^x > 0 \Rightarrow e^x < 1 \Rightarrow x < 0\)。即在 \((-\infty, 0)\) 单增。

令 \(f'(x) < 0 \Rightarrow x > 0\)。即在 \((0, +\infty)\) 单减。

故选 C。

105.
函数 \(f(x) = x^4 - 4x^3\) 的极值为( )
(注:原题为 \(x^4-2x^3\) 但选项与解析指向 \(x^4-4x^3\),此处按修正后题目作答)
A. 有极小值 \(f(3)\)
B. 有极小值 \(f(0)\)
C. 有极大值 \(f(1)\)
D. 有极大值 \(f(-1)\)
答案:A

解析:

求导:\(f'(x) = 4x^3 - 12x^2 = 4x^2(x-3)\)。

令 \(f'(x) = 0\),得驻点 \(x=0, x=3\)。

当 \(x<0\) 时 \(f'<0\);当 \(03\) 时 \(f'>0\)。

\(x=0\) 处导数不变号,不是极值点(是拐点)。

\(x=3\) 处导数由负变正,取得**极小值**。

故选 A。

106.
\(y=e^x\) 在点 \((0,1)\) 处的切线方程为( )
A. \(y = 1+x\)
B. \(y = -1+x\)
C. \(y = 1-x\)
D. \(y = -1-x\)
答案:A

解析:

\(y' = e^x\)。切线斜率 \(k = y'(0) = e^0 = 1\)。

点斜式方程:\(y - 1 = 1(x - 0) \Rightarrow y = x + 1\)。

107.
函数 \(f(x) = \frac{1}{3}x^3 + \frac{1}{2}x^2 + 6x + 1\) 的图形在点 \((0,1)\) 处的切线与 \(x\) 轴交点的坐标是( )
A. \((-\frac{1}{6}, 0)\)
B. \((-1, 0)\)
C. \((\frac{1}{6}, 0)\)
D. \((1, 0)\)
答案:A

解析:

求导:\(f'(x) = x^2 + x + 6\)。

斜率 \(k = f'(0) = 6\)。

切线方程:\(y - 1 = 6(x - 0) \Rightarrow y = 6x + 1\)。

令 \(y=0\),解得 \(x = -\frac{1}{6}\)。交点为 \((-\frac{1}{6}, 0)\)。

108.
抛物线 \(y=\sqrt{x}\) 在横坐标 \(x=4\) 的切线方程为( )
A. \(x - 4y + 4 = 0\)
B. \(x + 4y + 4 = 0\)
C. \(4x - y + 18 = 0\)
D. \(4x + y - 18 = 0\)
答案:A

解析:

当 \(x=4\) 时,\(y=\sqrt{4}=2\)。切点 \((4,2)\)。

求导:\(y' = \frac{1}{2\sqrt{x}}\)。斜率 \(k = y'(4) = \frac{1}{2\sqrt{4}} = \frac{1}{4}\)。

方程:\(y - 2 = \frac{1}{4}(x - 4) \Rightarrow 4y - 8 = x - 4 \Rightarrow x - 4y + 4 = 0\)。

109.
线 \(y = 2(\sqrt{x}-1)\) 在 \((1,0)\) 点处的切线方程是( )
A. \(y = -x + 1\)
B. \(y = -x - 1\)
C. \(y = x + 1\)
D. \(y = x - 1\)
答案:D

解析:

\(y' = 2 \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} = \frac{1}{\sqrt{x}}\)。

在 \(x=1\) 处,斜率 \(k = 1\)。

方程:\(y - 0 = 1(x - 1) \Rightarrow y = x - 1\)。

110.
曲线 \(y=f(x)\) 在点 \(x\) 处的切线斜率为 \(f'(x)=1-2x\),且过点 \((1,1)\),则该曲线的方程是( )
A. \(y = -x^2 + x + 1\)
B. \(y = -x^2 + x - 1\)
C. \(y = x^2 + x + 1\)
D. \(y = x^2 + x - 1\)
答案:A

解析:

对导数积分:\(f(x) = \int (1-2x)dx = x - x^2 + C\)。

代入点 \((1,1)\):\(1 = 1 - 1^2 + C \Rightarrow 1 = 0 + C \Rightarrow C = 1\)。

所以 \(y = -x^2 + x + 1\)。

111.
线 \(y = e^{2x} + (\frac{1}{2}x+1)^2\) 上的横坐标的点 \(x=0\) 处的切线与法线方程( )
A. \(3x - y + 2 = 0\) 与 \(x + 3y - 6 = 0\)
B. \(-3x + y + 2 = 0\) 与 \(x - 3y - 6 = 0\)
C. \(3x - y - 2 = 0\) 与 \(x + 3y + 6 = 0\)
D. \(3x + y + 2 = 0\) 与 \(x - 3y + 6 = 0\)
答案:A

解析:

1. 求点坐标:\(x=0 \Rightarrow y = e^0 + (0+1)^2 = 1+1=2\)。点 \((0,2)\)。

2. 求斜率:\(y' = 2e^{2x} + 2(\frac{1}{2}x+1) \cdot \frac{1}{2} = 2e^{2x} + \frac{1}{2}x + 1\)。

\(k_{切} = y'(0) = 2(1) + 0 + 1 = 3\)。

3. 切线:\(y - 2 = 3x \Rightarrow 3x - y + 2 = 0\)。

4. 法线斜率 \(k_{法} = -1/3\)。法线:\(y - 2 = -\frac{1}{3}x \Rightarrow x + 3y - 6 = 0\)。

112.
函数 \(f(x) = \sqrt[3]{x}\),则 \(f(x)\) 在点 \(x=0\) 处( )
A. 可微
B. 不连续
C. 有切线,但该切线的斜率为无穷
D. 无切线
答案:C

解析:

\(f'(x) = \frac{1}{3}x^{-2/3} = \frac{1}{3\sqrt[3]{x^2}}\)。

当 \(x \to 0\) 时,\(f'(x) \to +\infty\)。

导数不存在(无穷大),不可微,但在几何上表现为垂直切线(\(x=0\)轴)。故选 C。

113.
以下结论正确的是( )
A. 导数不存在的点一定不是极值点
B. 驻点肯定是极值点
C. 导数不存在的点处切线一定不存在
D. \(f'(x_0)=0\) 是可微函数 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 点处取得极值的必要条件
答案:D

解析:

A错:如 \(y=|x|\) 在 \(x=0\) 处导数不存在,但有极小值。

B错:如 \(y=x^3\) 在 \(x=0\) 处是驻点,但不是极值点(是拐点)。

C错:如 \(y=\sqrt[3]{x}\) 在 \(x=0\) 处导数不存在,但有垂直切线。

D对:费马引理。若可导函数在某点取极值,导数必为0。

114.
若函数 \(f(x)\) 在 \(x=0\) 处的导数 \(f'(0)=0\),则 \(x=0\) 称为 \(f(x)\) 的( )
A. 极大值点
B. 极小值点
C. 极值点
D. 驻点
答案:D

解析:

导数为0的点定义为**驻点**。驻点不一定是极值点。

115.
曲线 \(f(x) = \ln(x^2+1)\) 的拐点是( )
A. \((1, \ln 1)\) 与 \((-1, \ln 1)\)
B. \((1, \ln 2)\) 与 \((-1, \ln 2)\)
C. \((\ln 2, 1)\) 与 \((\ln 2, -1)\)
D. \((1, -\ln 2)\) 与 \((-1, -\ln 2)\)
答案:B

解析:

\(f'(x) = \frac{2x}{x^2+1}\)。

\(f''(x) = \frac{2(x^2+1) - 2x(2x)}{(x^2+1)^2} = \frac{2-2x^2}{(x^2+1)^2}\)。

令 \(f''(x)=0\),得 \(x^2=1 \Rightarrow x=\pm 1\)。

当 \(x=\pm 1\) 时,\(y = \ln(1+1) = \ln 2\)。

拐点为 \((1, \ln 2)\) 和 \((-1, \ln 2)\)。

116.
线弧向上凹与向下凹的分界点是曲线的( )
A. 驻点
B. 极值点
C. 切线不存在的点
D. 拐点
答案:D

解析:

这是拐点的定义:连续曲线上凹凸性发生改变的点称为拐点。

117.
数 \(y=f(x)\) 在区间 \([a,b]\) 上连续,则该函数在区间 \([a,b]\) 上( )
A. 一定有最大值无最小值
B. 一定有最小值无最大值
C. 没有最大值也无最小值
D. 既有最大值也有最小值
答案:D

解析:

根据闭区间上连续函数的性质(最大最小值定理),函数必然能取得最大值和最小值。

118.
下列结论正确的有( )
A. \(x_0\) 是 \(f(x)\) 的驻点,则一定是极值点
B. \(x_0\) 是 \(f(x)\) 的极值点,则一定是驻点
C. \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处可导,则一定在 \(x_0\) 处连续
D. \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处连续,则一定在 \(x_0\) 处可导
答案:C

解析:

A错:驻点可能是拐点。

B错:极值点可能导数不存在(如尖点)。

C对:可导必连续。

D错:连续不一定可导(如 \(y=|x|\) 在 0 处)。

119.
由方程 \(xy = e^{x+y}\) 确定的隐函数 \(y=y(x)\),则 \(\frac{dy}{dx} =\) ( )
A. \(\frac{x(y-1)}{y(1-x)}\)
B. \(\frac{y(x-1)}{x(1-y)}\)
C. \(\frac{y(x+1)}{x(y-1)}\)
D. \(\frac{x(y+1)}{y(x-1)}\)
答案:B

解析:

两边求导(视为乘积导数和复合导数):

\(y + xy' = e^{x+y}(1+y')\)。

因为 \(e^{x+y} = xy\),代入得:

\(y + xy' = xy(1+y') = xy + xyy'\)。

\(xy' - xyy' = xy - y\)。

\(y' x (1-y) = y(x-1)\)。

\(y' = \frac{y(x-1)}{x(1-y)}\)。故选 B。

120.
\(y = 1 + xe^y\),则 \(y' =\) ( )
A. \(\frac{e^y}{1-xe^y}\)
B. \(\frac{e^y}{xe^y-1}\)
C. \(\frac{1+e^y}{1-xe^y}\)
D. \((1+x)e^y\)
答案:A

解析:

两边求导:\(y' = 0 + (1 \cdot e^y + x e^y y')\)。

\(y' - x e^y y' = e^y\)。

\(y'(1 - x e^y) = e^y\)。

\(y' = \frac{e^y}{1 - x e^y}\)。

121.
设 \(f(x)=e^x, g(x)=\sin x\),则 \(f[g'(x)]=\) ( )
A. \(e^{\sin x}\)
B. \(e^{-\cos x}\)
C. \(e^{\cos x}\)
D. \(e^{-\sin x}\)
答案:C

解析:

\(g'(x) = (\sin x)' = \cos x\)。

\(f[g'(x)] = f(\cos x) = e^{\cos x}\)。

122.
设 \(f(x)=e^x, g(x)=-\cos x\),则 \(f[g'(x)]=\) ( )
A. \(e^{\sin x}\)
B. \(e^{-\cos x}\)
C. \(e^{\cos x}\)
D. \(e^{-\sin x}\)
答案:A

解析:

\(g'(x) = (-\cos x)' = \sin x\)。

\(f[g'(x)] = f(\sin x) = e^{\sin x}\)。

123.
设 \(y = f(t), t = \phi(x)\) 都可微,则 \(dy =\) ( )
A. \(f'(t)dt\)
B. \(\phi'(x)dx\)
C. \(f'(t)\phi'(x)dt\)
D. \(f'(t)dx\)
答案:A

解析:

根据微分形式的不变性,无论 \(t\) 是自变量还是中间变量,\(dy = f'(t)dt\) 始终成立。当然,展开后也等于 \(f'(\phi(x))\phi'(x)dx\)。选项A是标准形式。

124.
设 \(y = e^{\sin^2 x}\),则 \(dy =\) ( )
A. \(e^{\sin^2 x} d\sin^2 x\)
B. \(e^{\sin^2 x} \sin 2x dx\)
C. \(e^{\sin^2 x} \sin x dx\)
D. \(e^{\sin^2 x} \cos x dx\)
答案:B

解析:

\(y' = e^{\sin^2 x} \cdot (\sin^2 x)' = e^{\sin^2 x} \cdot 2\sin x \cos x = e^{\sin^2 x} \sin 2x\)。

\(dy = y' dx = e^{\sin^2 x} \sin 2x dx\)。

(注:选项A在形式上也是对的,因为 \(d(\sin^2 x) = \sin 2x dx\),但通常考试要求写成 \(f(x)dx\) 的形式,B更具体)

125.
若函数 \(y=f(x)\) 有 \(f'(x_0) = \frac{1}{2}\),则当 \(\Delta x \to 0\) 时,该函数在 \(x=x_0\) 处的微分 \(dy\) 是( )
A. 与 \(\Delta x\) 等价的无穷小量
B. 与 \(\Delta x\) 同阶的无穷小量
C. 比 \(\Delta x\) 低阶的无穷小量
D. 比 \(\Delta x\) 高阶的无穷小量
答案:B

解析:

\(dy = f'(x_0)\Delta x = \frac{1}{2}\Delta x\)。

\(\lim \frac{dy}{\Delta x} = \frac{1}{2}\)(非零常数,且不为1)。

故 \(dy\) 与 \(\Delta x\) 是同阶但非等价无穷小。选 B。

126.
给微分式 \(\frac{x dx}{\sqrt{1-x^2}}\),下面凑微分正确的是( )
A. \(-\frac{d(1-x^2)}{\sqrt{1-x^2}}\)
B. \(-\frac{1}{2}\frac{d(1-x^2)}{\sqrt{1-x^2}}\)
C. \(\frac{d(1-x^2)}{2\sqrt{1-x^2}}\)
D. \(\frac{d(1-x^2)}{\sqrt{1-x^2}}\)
答案:B

解析:

因为 \(d(1-x^2) = -2x dx\),所以 \(x dx = -\frac{1}{2} d(1-x^2)\)。

原式 \(= \frac{-\frac{1}{2}d(1-x^2)}{\sqrt{1-x^2}}\)。故选 B。

127.
下面等式正确的有( )
A. \(e^{\sin x} \sin x dx = \sin x d(e^{\sin x})\) (原题可能有误,应为 \(e^{\sin x}\cos x dx = d(e^{\sin x})\))
B. \(-\frac{1}{x^2} dx = d(\frac{1}{x})\) (修正后选项)
C. \(xe^{-x^2}dx = e^{-x^2}d(-x^2)\)
D. \(e^{\cos x}\sin x dx = -d(e^{\cos x})\)
答案:D (根据常见真题推断)

解析:

A错:\(d(e^{\sin x}) = e^{\sin x} \cos x dx\)。

B错:\(d(1/x) = -1/x^2 dx\)。(原题若为等式则B可能是 -\frac{1}{\sqrt{x}}dx=d(\sqrt{x})? 需看具体符号)。根据常见题库,通常考察 \(-\frac{1}{x^2}dx = d(\frac{1}{x})\) 是对的,但如果原题是 \(dx/\sqrt{x}\) 等其他形式则不同。

C错:应为 \(xe^{-x^2}dx = -\frac{1}{2} e^{-x^2} d(-x^2)\) 或类似凑微分,系数不对。

D对:\(d(e^{\cos x}) = e^{\cos x}(-\sin x)dx\),所以 \(e^{\cos x}\sin x dx = -d(e^{\cos x})\)。

128.
设 \(y = f(\sin x)\),则 \(dy =\) ( )
A. \(f'(\sin x)dx\)
B. \(f'(\sin x)\cos x\)
C. \(f'(\sin x)\cos x dx\)
D. \(-f'(\sin x)\cos x dx\)
答案:C

解析:

利用链式法则:\(y' = f'(\sin x) \cdot (\sin x)' = f'(\sin x) \cos x\)。

\(dy = y' dx = f'(\sin x)\cos x dx\)。

129.
设 \(y = e^{\sin^2 x}\),则 \(dy =\) ( )
A. \(e^x d\sin^2 x\)
B. \(e^{\sin^2 x} \sin 2x dx\)
C. \(e^{\sin^2 x} \sin 2x d\sin x\)
D. \(e^{\sin 2x} d\sin x\)
答案:B

解析:

同第124题,这是重复题目。

\(y' = e^{\sin^2 x} \cdot 2\sin x \cos x = e^{\sin^2 x} \sin 2x\)。

\(dy = e^{\sin^2 x} \sin 2x dx\)。

130.
可导函数 \(F(x)\) 为连续函数 \(f(x)\) 的原函数,则( )
A. \(f'(x)=0\)
B. \(F'(x)=f(x)\)
C. \(F'(x)=0\)
D. \(f(x)=0\)
答案:B

解析:

根据原函数的定义:若 \(F'(x) = f(x)\),则 \(F(x)\) 是 \(f(x)\) 的原函数。选 B。

131.
若函数 \(F(x)\) 和 \(\Phi(x)\) 都是 \(f(x)\) 在区间 \(I\) 上的原函数,则有( )
A. \(\Phi'(x)=F(x)\)
B. \(F(x)=\Phi(x)\)
C. \(F'(x)=\Phi(x)\)
D. \(F(x)-\Phi(x)=C\) (C为常数)
答案:D

解析:

同一函数的任意两个原函数之间相差一个常数。故选 D。

132.
有理函数不定积分 \(\int \frac{x^2}{1+x} dx\) 等于( )
A. \(\frac{x^2}{2} + x + \ln|1+x| + C\)
B. \(\frac{x^2}{2} - x - \ln|1+x| + C\)
C. \(\frac{x^2}{2} - x + \ln|1+x| + C\)
D. \(\frac{x^2}{2} + \frac{x}{2} + \ln|1+x| + C\)
答案:C

解析:

多项式除法:\(\frac{x^2}{1+x} = \frac{x^2-1+1}{x+1} = \frac{(x-1)(x+1)+1}{x+1} = x - 1 + \frac{1}{x+1}\)。

积分:\(\int (x - 1 + \frac{1}{x+1}) dx = \frac{x^2}{2} - x + \ln|x+1| + C\)。

133.
不定积分 \(\int \frac{-2}{\sqrt{1-x^2}} dx\) 等于( )
A. \(2\arcsin x + C\)
B. \(2\arccos x + C\)
C. \(2\arctan x + C\)
D. \(2\text{arccot } x + C\)
答案:B

解析:

已知 \((\arccos x)' = -\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)。

所以 \(\int \frac{-2}{\sqrt{1-x^2}} dx = 2 \int \frac{-1}{\sqrt{1-x^2}} dx = 2\arccos x + C\)。

134.
不定积分 \(\int e^x (1 - \frac{e^{-x}}{x^2}) dx\) 等于( )
A. \(e^{-x} + \frac{1}{x} + C\)
B. \(e^x - \frac{1}{x} + C\)
C. \(e^x + \frac{1}{x} + C\)
D. \(e^{-x} - \frac{1}{x} + C\)
答案:C (原题解析可能选C但计算需验证)

解析:

展开被积函数:\(e^x (1 - \frac{e^{-x}}{x^2}) = e^x - \frac{1}{x^2}\)。

\(\int (e^x - x^{-2}) dx = e^x - (-x^{-1}) + C = e^x + \frac{1}{x} + C\)。

故选 C。

135.
函数 \(f(x) = e^{2x}\) 的原函数是( )
A. \(\frac{1}{2}e^{2x} + 4\)
B. \(2e^{2x}\)
C. \(\frac{1}{3}e^{2x} + 3\)
D. \(\frac{1}{3}e^{2x}\)
答案:A

解析:

原函数为 \(F(x) = \int e^{2x} dx = \frac{1}{2}e^{2x} + C\)。

选项A中 \(C=4\),是其中一个原函数。选项B是导数,不是原函数。故选 A。

136.
\(\int \sin 2x dx\) 等于( )
A. \(\frac{1}{2} \sin 2x + c\)
B. \(\sin^2 x + c\)
C. \(-2\cos 2x + c\)
D. \(\frac{1}{2} \cos 2x + c\) (注:应为负号)
答案:B

解析:

常规计算:\(\int \sin 2x dx = -\frac{1}{2}\cos 2x + C\)。

观察选项B:\(\sin^2 x + c = \frac{1-\cos 2x}{2} + c = -\frac{1}{2}\cos 2x + (\frac{1}{2}+c)\)。

这与标准结果仅差一个常数,故B是正确的原函数形式。

137.
若 \(\int xf(x)dx = x \sin x - \int \sin x dx\),则 \(f(x)\) 等于( )
A. \(\sin x\)
B. \(\frac{\sin x}{x}\)
C. \(\cos x\)
D. \(\frac{\cos x}{x}\)
答案:C

解析:

对等式两边求导:

\(x f(x) = (x \sin x)' - \sin x\)

\(x f(x) = (\sin x + x \cos x) - \sin x\)

\(x f(x) = x \cos x \Rightarrow f(x) = \cos x\)。

138.
设 \(e^{-x}\) 是 \(f(x)\) 的一个原函数,则 \(\int x f'(x) dx =\) ( )
A. \(e^{-x}(1-x) + c\)
B. \(-e^{-x}(1+x) + c\)
C. \(e^{-x}(x-1) + c\)
D. \(e^{-x}(1+x) + c\)
答案:B

解析:

已知 \(\int f(x)dx = e^{-x} + C\),故 \(f(x) = (e^{-x})' = -e^{-x}\)。

求 \(\int x f'(x) dx\)。利用分部积分:

\(\int x f'(x) dx = \int x d(f(x)) = x f(x) - \int f(x) dx\)

\(= x(-e^{-x}) - e^{-x} + c = -e^{-x}(x+1) + c\)。

故选 B。

139.
设 \(f(x)=e^{-x}\),则 \(\int \frac{f'(\ln x)}{x} dx =\) ( )
A. \(-\frac{1}{x} + c\)
B. \(\frac{1}{x} + c\)
C. \(-\ln x + c\)
D. \(\ln x + c\)
答案:B

解析:

\(f'(x) = -e^{-x}\)。

\(f'(\ln x) = -e^{-\ln x} = -e^{\ln(1/x)} = -\frac{1}{x}\)。

积分:\(\int \frac{-1/x}{x} dx = \int -x^{-2} dx = -(-x^{-1}) + c = \frac{1}{x} + c\)。

140.
设 \(f(x)\) 是可导函数,则 \((\int f(x) dx)'\) 为( )
A. \(f(x)\)
B. \(f(x)+c\)
C. \(f'(x)\)
D. \(f'(x)+c\)
答案:A

解析:

不定积分是求导的逆运算。先积分再求导还原为被积函数。

\(\frac{d}{dx} \int f(x) dx = f(x)\)。

141.
以下各题计算结果正确的是( )
A. \(\int \frac{dx}{1+x^2} = \arctan x\) (注:缺常数C)
B. \(\int \sqrt{x} dx = \frac{1}{2\sqrt{x}} + c\)
C. \(\int \sin x dx = -\cos x + c\)
D. \(\int \tan x dx = \sec^2 x + c\)
答案:C

解析:

A 错:缺常数 \(C\)。

B 错:\(\int x^{1/2} dx = \frac{2}{3}x^{3/2} + c\)。

C 对:\((-\cos x)' = \sin x\)。

D 错:\(\int \tan x dx = -\ln|\cos x| + c\)。

142.
在积分曲线族 \(\int x\sqrt{x} dx\) 中,过点 \((0,1)\) 的积分曲线方程为( )
A. \(2\sqrt{x} + 1\)
B. \(\frac{2}{5}(\sqrt{x})^5 + 1\)
C. \(2\sqrt{x}\)
D. \(\frac{5}{2}(\sqrt{x})^5 + 1\)
答案:B

解析:

\(\int x^{3/2} dx = \frac{2}{5}x^{5/2} + C = \frac{2}{5}(\sqrt{x})^5 + C\)。

代入 \((0,1)\):\(1 = 0 + C \Rightarrow C=1\)。

方程为 \(y = \frac{2}{5}x^{5/2} + 1\)。

143.
\(\int \frac{1}{x^3} dx =\) ( )
A. \(-3x^{-4} + c\)
B. \(-\frac{1}{2x^2} + c\)
C. \(-\frac{1}{2}x^2 + c\)
D. \(\frac{1}{2}x^{-2} + c\)
答案:B

解析:

\(\int x^{-3} dx = \frac{x^{-2}}{-2} + c = -\frac{1}{2x^2} + c\)。

144.
设 \(f(x)\) 有原函数 \(x \ln x\),则 \(\int x f(x) dx =\) ( )
A. \(x^2(\frac{1}{2}+\frac{1}{4}\ln x) + c\)
B. \(x^2(\frac{1}{4}+\frac{1}{2}\ln x) + c\)
C. \(x^2(-\frac{1}{4}+\frac{1}{2}\ln x) + c\)
D. \(x^2(\frac{1}{2}-\frac{1}{4}\ln x) + c\)
答案:B

解析:

\(\int f(x) dx = x \ln x + C_1 \Rightarrow f(x) = (x \ln x)' = \ln x + 1\)。

求 \(\int x(\ln x + 1) dx = \int x \ln x dx + \int x dx\)。

\(\int x \ln x dx = \frac{x^2}{2}\ln x - \int \frac{x^2}{2} \cdot \frac{1}{x} dx = \frac{x^2}{2}\ln x - \frac{x^2}{4}\)。

原式 \(= \frac{x^2}{2}\ln x - \frac{x^2}{4} + \frac{x^2}{2} + c = \frac{x^2}{2}\ln x + \frac{x^2}{4} + c\)。

即 \(x^2(\frac{1}{4} + \frac{1}{2}\ln x) + c\)。选 B。

145.
\(\int \sin x \cos x dx =\) ( )
A. \(-\frac{1}{4}\cos 2x + c\)
B. \(\frac{1}{4}\cos 2x + c\)
C. \(-\frac{1}{2}\sin^2 x + c\)
D. \(\frac{1}{2}\cos^2 x + c\)
答案:A

解析:

\(\int \sin x \cos x dx = \int \frac{1}{2}\sin 2x dx = \frac{1}{2}(-\frac{1}{2}\cos 2x) + c = -\frac{1}{4}\cos 2x + c\)。

146.
积分 \(\int [\frac{1}{1+x^2}]' dx =\) ( )
A. \(\frac{1}{1+x^2}\)
B. \(\frac{1}{1+x^2} + c\)
C. \(\text{arg} \tan x\)
D. \(\arctan x + c\)
答案:B

解析:

\(\int f'(x) dx = f(x) + c\)。

这里 \(f(x) = \frac{1}{1+x^2}\),所以结果为 \(\frac{1}{1+x^2} + c\)。

147.
下列等式计算正确的是( )
A. \(\int \sin x dx = -\cos x + c\)
B. \(\int (-4)x^{-3} dx = x^{-4} + c\) (注:导数是,积分不是)
C. \(\int x^2 dx = x^3 + c\)
D. \(\int 2^x dx = 2^x + c\)
答案:A

解析:

A 对:基本积分公式。

B 错:\(\int -4x^{-3} dx = -4 \frac{x^{-2}}{-2} = 2x^{-2}\)。

C 错:应为 \(\frac{1}{3}x^3\)。

D 错:应为 \(\frac{2^x}{\ln 2}\)。

148.
极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{\int_0^x \sin t dt}{\int_0^x x dx}\) 的值为( )
注:分母原题为 \(\int_0^x x dx\) (常被理解为 \(x^2\) 或 \(\frac{1}{2}x^2\) 若t变量),此处按标准 \(\int_0^x t dt\) 或 \(x^2\) 推断。
A. -1
B. 0
C. 2
D. 1
答案:D (假设分母为 \(\frac{1}{2}x^2\) 或类似同阶)

解析:

分子:\(\int_0^x \sin t dt = 1-\cos x \sim \frac{1}{2}x^2\)。

分母:若为 \(\int_0^x t dt = \frac{1}{2}x^2\),则极限为1。

若分母是 \(x^2\),极限为 \(1/2\)。结合常见真题选项(常考洛必达),答案D(1)可能性最大(对应分母积分结果为 \(1/2 x^2\))。

修正:洛必达法则 \(\frac{\sin x}{x} \to 1\)(若分母求导为x)。

149.
极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{\int_0^x \sin^2 t dt}{\int_0^x x^2 dx}\) 的值为( )
注:分母若为 \(x^3/3\)
A. -1
B. 0
C. 2
D. 1
答案:D

解析:

分子导数:\(\sin^2 x \sim x^2\)。

分母:\(\int_0^x x^2 dx\) 这里的被积函数若是常数 \(x^2\)(对t积分),则为 \(x^3\)。若为 \(t^2\),则为 \(x^3/3\)。

假设分母为 \(\int_0^x t^2 dt = x^3/3\)。

洛必达:\(\frac{\sin^2 x}{x^2} \to 1\)。

150.
极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{\int_0^x \sin t^3 dt}{x^4} =\) ( )
A. \(\frac{1}{4}\)
B. \(\frac{1}{3}\)
C. \(\frac{1}{2}\)
D. 1
答案:A

解析:

0/0型,洛必达法则。

分子求导:\(\sin x^3\)。分母求导:\(4x^3\)。

\(\lim_{x \to 0} \frac{\sin x^3}{4x^3} = \frac{1}{4} \lim \frac{\sin u}{u} = \frac{1}{4}\)。

151.
\(\frac{d}{dx} \int_0^{\ln x^2} e^{t+1} dt =\) ( )
A. \(e(x^2+1)\)
B. \(ex\)
C. \(2ex\)
D. \(e^{x^2+1}\)
答案:C

解析:

利用变限积分求导公式 \(\frac{d}{dx}\int_a^{u(x)} f(t)dt = f(u(x))u'(x)\)。

原式 \(= e^{\ln x^2 + 1} \cdot (\ln x^2)' = (e^{\ln x^2} \cdot e) \cdot (\frac{1}{x^2} \cdot 2x)\)

\(= (x^2 \cdot e) \cdot \frac{2}{x} = 2ex\)。

152.
若 \(f(x) = \frac{d}{dx} \int_0^x \sin t dt\),则( )
A. \(f(x) = \sin x\)
B. \(f(x) = -1 + \cos x\)
C. \(f(x) = \sin x + c\)
D. \(f(x) = 1 - \sin x\)
答案:A

解析:

\(\frac{d}{dx} \int_0^x f(t) dt = f(x)\)。

故 \(f(x) = \sin x\)。

153.
函数 \(\phi(x) = \int_0^x \frac{3t}{t^2-t+1} dt\) 在区间 \([0,1]\) 上的最小值为( )
A. \(\frac{1}{2}\)
B. \(\frac{1}{3}\)
C. \(\frac{1}{4}\)
D. 0
答案:D

解析:

求导:\(\phi'(x) = \frac{3x}{x^2-x+1}\)。

在 \([0,1]\) 上,\(x \ge 0\),分母恒正(判别式<0),故 \(\phi'(x) \ge 0\)。

函数单调递增,最小值在 \(x=0\) 处取得。

\(\phi(0) = \int_0^0 \dots dt = 0\)。

154.
若 \(g(x)=x^c e^{2x}, f(x)=\int_0^x e^{2t}(3t^2+1)^{1/2} dt\),且 \(\lim_{x \to +\infty} \frac{f'(x)}{g'(x)} = \frac{\sqrt{3}}{2}\),则必有( )
A. \(c=0\)
B. \(c=1\)
C. \(c=-1\)
D. \(c=2\)
答案:B

解析:

\(f'(x) = e^{2x}(3x^2+1)^{1/2} \sim e^{2x} \cdot \sqrt{3}x\) (当 \(x \to \infty\))。

\(g'(x) = c x^{c-1} e^{2x} + x^c \cdot 2e^{2x} = e^{2x}(cx^{c-1} + 2x^c) \sim 2x^c e^{2x}\)。

比值:\(\frac{\sqrt{3}x e^{2x}}{2x^c e^{2x}} = \frac{\sqrt{3}}{2} x^{1-c}\)。

若极限为常数 \(\frac{\sqrt{3}}{2}\),则 \(1-c=0 \Rightarrow c=1\)。

155.
\(\frac{d}{dx} (\int_1^{\sqrt{x}} \sqrt{1+t^4} dt) =\) ( )
A. \(\sqrt{1+x^2}\)
B. \(\sqrt{1+x^4}\)
C. \(\frac{1}{2\sqrt{x}} \sqrt{1+x^2}\)
D. \(\frac{1}{2\sqrt{x}} \sqrt{1+x}\)
答案:C

解析:

链式法则:\(f(u) = \sqrt{1+u^4}\),\(u=\sqrt{x}\)。

原式 \(= \sqrt{1+(\sqrt{x})^4} \cdot (\sqrt{x})' = \sqrt{1+x^2} \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}}\)。

156.
\(\frac{d}{dx} [\int_0^x \sin t^2 dt] =\) ( )
A. \(\cos x^2\)
B. \(2x \cos x^2\)
C. \(\sin x^2\)
D. \(\cos t^2\)
答案:C

解析:

基本公式:\(\frac{d}{dx} \int_a^x f(t) dt = f(x)\)。

结果为 \(\sin x^2\)。

157.
设函数 \(f(x) = \begin{cases} \frac{\int_0^x \sin t dt}{x^2} & x \ne 0 \\ a & x = 0 \end{cases}\) 在 \(x=0\) 点处连续,则 \(a\) 等于( )
A. 2
B. \(\frac{1}{2}\)
C. 1
D. -2
答案:B

解析:

计算极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{1-\cos x}{x^2}\) (因为 \(\int_0^x \sin t dt = 1-\cos x\))。

利用等价无穷小 \(1-\cos x \sim \frac{1}{2}x^2\)。

极限值为 \(1/2\)。连续需 \(f(0) = 1/2\)。

158.
设 \(f(x)\) 在区间 \([a,b]\) 连续,\(F(x) = \int_a^x f(t) dt (a \le x \le b)\),则 \(F(x)\) 是 \(f(x)\) 的( )
A. 不定积分
B. 一个原函数
C. 全体原函数
D. 在 \([a,b]\) 上的定积分
答案:B

解析:

变上限积分函数是原函数的一个特例(满足 \(F(a)=0\) 的那个)。故选 B。

159.
设 \(F(x) = \frac{x^2}{x-a} \int_a^x f(t) dt\),其中 \(f(x)\) 为连续函数,则 \(\lim_{x \to a} F(x) =\) ( )
A. \(a^2\)
B. \(a^2 f(a)\)
C. 0
D. 不存在
答案:B

解析:

原式 \( = \lim_{x \to a} x^2 \cdot \frac{\int_a^x f(t) dt}{x-a}\)。

\(x^2 \to a^2\)。

后半部分是导数定义(或洛必达):\(\lim \frac{f(x)}{1} = f(a)\)。

结果为 \(a^2 f(a)\)。

160.
函数 \(\frac{1}{\sin^2 x}\) 的原函数是( )
A. \(\tan x + c\)
B. \(\cot x + c\)
C. \(-\cot x + c\)
D. \(-\frac{1}{\sin x}\)
答案:C

解析:

\(\int \csc^2 x dx = -\cot x + c\)。

161.
设 \(f(x)\) 在 \([a,b]\) 上连续,\(\varphi(x) = \int_a^x f(t) dt\),则( )
A. \(\varphi(x)\) 是 \(f(x)\) 在 \([a,b]\) 上的一个原函数
B. \(f(x)\) 是 \(\varphi(x)\) 的一个原函数
C. \(\varphi(x)\) 是 \(f(x)\) 在 \([a,b]\) 上唯一的原函数
D. \(f(x)\) 是 \(\varphi(x)\) 在 \([a,b]\) 上唯一的原函数
答案:A

解析:

根据微积分基本定理(牛顿-莱布尼茨公式),如果 \(f(x)\) 连续,则变上限积分函数 \(\varphi(x) = \int_a^x f(t) dt\) 是 \(f(x)\) 的一个原函数,且满足 \(\varphi'(x) = f(x)\)。原函数有无穷多个,相差常数,故C错。选 A。

162.
广义积分 \(\int_0^{+\infty} e^{-x} dx =\) ( )
A. 0
B. 2
C. 1
D. 发散
答案:C

解析:

\(\int_0^{+\infty} e^{-x} dx = \lim_{b \to +\infty} \int_0^b e^{-x} dx = \lim_{b \to +\infty} [-e^{-x}]_0^b\)

\(= \lim_{b \to +\infty} (-e^{-b} + e^0) = 0 + 1 = 1\)。故选 C。

163.
\(\int_0^\pi \sqrt{1+\cos 2x} dx =\) ( )
A. 0
B. \(\sqrt{2}\)
C. \(2\sqrt{2}\)
D. 2
答案:C

解析:

利用半角公式:\(1+\cos 2x = 2\cos^2 x\)。

\(\sqrt{1+\cos 2x} = \sqrt{2}|\cos x|\)。

原式 \( = \sqrt{2} \int_0^\pi |\cos x| dx\)。在 \([0, \pi/2]\) 上 \(\cos x > 0\),在 \([\pi/2, \pi]\) 上 \(\cos x < 0\)。

\(\int_0^\pi |\cos x| dx = \int_0^{\pi/2} \cos x dx - \int_{\pi/2}^\pi \cos x dx = [\sin x]_0^{\pi/2} - [\sin x]_{\pi/2}^\pi\)

\(= (1-0) - (0-1) = 2\)。

最终结果:\(2\sqrt{2}\)。故选 C。

164.
设 \(f(x)\) 为偶函数且连续,又有 \(F(x) = \int_0^x f(t) dt\),则 \(F(-x)\) 等于( )
A. \(F(x)\)
B. \(-F(x)\)
C. 0
D. \(2F(x)\)
答案:B

解析:

\(F(-x) = \int_0^{-x} f(t) dt\)。令 \(t = -u\),则 \(dt = -du\)。

当 \(t=0\) 时 \(u=0\);当 \(t=-x\) 时 \(u=x\)。

\(F(-x) = \int_0^x f(-u)(-du) = -\int_0^x f(u) du\) (因为 \(f\) 是偶函数,\(f(-u)=f(u)\))

\(= -F(x)\)。故 \(F(x)\) 是奇函数。选 B。

165.
下列广义积分收敛的是( )
A. \(\int_1^{+\infty} \frac{dx}{\sqrt{x}}\)
B. \(\int_1^{+\infty} \frac{dx}{x\sqrt{x}}\)
C. \(\int_1^{+\infty} \sqrt{x} dx\)
D. \(\int_1^{+\infty} \frac{dx}{\sqrt[3]{x^2}}\)
答案:B

解析:

考察 \(\int_1^{+\infty} \frac{1}{x^p} dx\) 的收敛性(P-积分判定法)。

当 \(p > 1\) 时收敛,当 \(p \le 1\) 时发散。

A: \(p=1/2 \le 1\),发散。

B: \(x\sqrt{x} = x^{3/2}\),\(p=3/2 > 1\),收敛。

C: \(p=-1/2\),发散。

D: \(p=2/3 \le 1\),发散。

故选 B。

166.
下列广义积分收敛的是( )
A. \(\int_1^{+\infty} \frac{dx}{x^3}\)
B. \(\int_1^{+\infty} \cos x dx\)
C. \(\int_1^{+\infty} \ln x dx\)
D. \(\int_1^{+\infty} e^x dx\)
答案:A

解析:

A: \(p=3 > 1\),收敛。

B: 原函数 \(\sin x\) 在无穷远处震荡,极限不存在,发散。

C: 原函数 \(x\ln x - x\) 趋于无穷,发散。

D: \(e^x\) 趋于无穷,发散。

故选 A。

167.
\(\int_a^{+\infty} e^{-px} dx (p>0)\) 等于( )
A. \(e^{-pa}\)
B. \(\frac{1}{a} e^{-pa}\)
C. \(\frac{1}{p} e^{-pa}\)
D. \(\frac{1}{p}(1-e^{-pa})\)
答案:C

解析:

\(\int_a^{+\infty} e^{-px} dx = \lim_{b \to +\infty} [-\frac{1}{p}e^{-px}]_a^b\)

\(= 0 - (-\frac{1}{p}e^{-pa}) = \frac{1}{p}e^{-pa}\) (因为 \(p>0\),\(e^{-\infty}=0\))。

故选 C。

168.
\(\int_e^{+\infty} \frac{dx}{x(\ln x)^2} =\) ( )
A. 1
B. \(\frac{1}{e}\)
C. \(e\)
D. \(+\infty\) (发散)
答案:A

解析:

令 \(u = \ln x\),\(du = \frac{1}{x} dx\)。

当 \(x=e\) 时 \(u=1\);当 \(x \to +\infty\) 时 \(u \to +\infty\)。

原式 \(= \int_1^{+\infty} \frac{1}{u^2} du = [-\frac{1}{u}]_1^{+\infty} = 0 - (-1) = 1\)。

故选 A。

169.
积分 \(\int_0^{+\infty} e^{-kx} dx\) 收敛的条件为( )
A. \(k > 0\)
B. \(k < 0\)
C. \(k \ge 0\)
D. \(k \le 0\)
答案:A

解析:

原函数为 \(-\frac{1}{k}e^{-kx}\)。要使 \(x \to +\infty\) 时极限存在(为0),指数部分必须趋于 \(-\infty\)。

即 \(-kx \to -\infty\),要求 \(k > 0\)。若 \(k=0\) 积分变成常数1的积分发散。故选 A。

170.
下列无穷限积分中,积分收敛的有( )
A. \(\int_{-\infty}^0 e^x dx\)
B. \(\int_1^{+\infty} \frac{dx}{\sqrt{x}}\)
C. \(\int_{-\infty}^0 e^{-x} dx\)
D. \(\int_{-\infty}^0 \cos x dx\)
答案:A

解析:

A: \([e^x]_{-\infty}^0 = 1 - 0 = 1\)。收敛。

B: \(p=1/2\),发散。

C: \([-e^{-x}]_{-\infty}^0 = -1 - (-\infty) = +\infty\)。发散。

D: 震荡发散。

故选 A。

171.
广义积分 \(\int_e^{+\infty} \frac{\ln x}{x} dx\) 为( )
A. 1
B. 发散
C. \(\frac{1}{2}\)
D. 2
答案:B

解析:

凑微分:\(\int \frac{\ln x}{x} dx = \int \ln x d(\ln x) = \frac{1}{2}(\ln x)^2\)。

代入限:\(\lim_{b \to +\infty} [\frac{1}{2}(\ln b)^2 - \frac{1}{2}(\ln e)^2] = +\infty\)。

故发散。选 B。

172.
下列广义积分为收敛的是( )
A. \(\int_e^{+\infty} \frac{1}{x \ln x} dx\)
B. \(\int_e^{+\infty} \frac{dx}{x} \ln x\)
C. \(\int_e^{+\infty} \frac{1}{x (\ln x)^2} dx\)
D. \(\int_1^{+\infty} \frac{1}{x \ln x} dx\)
答案:C

解析:

对于 \(\int \frac{dx}{x (\ln x)^p}\),当 \(p > 1\) 时收敛,\(p \le 1\) 时发散。

A: \(p=1\),发散。

B: 实为 \(\int \frac{\ln x}{x} dx\),同上一题,发散。

C: \(p=2 > 1\),收敛。

D: 在 \(x=1\) 处也是瑕点,且上限发散。

故选 C。

173.
下列积分中不是广义积分的是( )
A. \(\int_0^{+\infty} \ln(1+x) dx\)
B. \(\int_2^4 \frac{1}{\sqrt{x-1}} dx\)
C. \(\int_{-1}^1 \frac{1}{x^2} dx\)
D. \(\int_{-3}^0 \frac{1}{x+1} dx\)
答案:B

解析:

广义积分包括无穷限积分和瑕积分(无界函数积分)。

A: 无穷限积分,是广义积分。

B: 积分区间 \([2,4]\),被积函数 \(\frac{1}{\sqrt{x-1}}\) 在区间内(包括端点)均连续且有界(瑕点是 \(x=1\),不在区间内)。这是一个**普通定积分**。

C: 在 \(x=0\) 处无界,是广义积分。

D: 在 \(x=-1\) 处无界,是广义积分。

故选 B。

174.
函数 \(f(x)\) 在闭区间 \([a,b]\) 上连续是定积分 \(\int_a^b f(x) dx\) 在区间 \([a,b]\) 上可积的( )
A. 必要条件
B. 充分条件
C. 充分必要条件
D. 既非充分又非必要条件
答案:B

解析:

连续函数一定可积,故是充分条件。但可积函数不一定连续(例如有限个第一类间断点),故不是必要条件。选 B。

175.
定积分 \(\int_{-1}^1 \frac{\sin x}{1+x^2} dx\) 等于( )
A. 0
B. 1
C. 2
D. -1
答案:A

解析:

被积函数 \(f(x) = \frac{\sin x}{1+x^2}\)。

\(f(-x) = \frac{\sin(-x)}{1+(-x)^2} = \frac{-\sin x}{1+x^2} = -f(x)\)。

这是一个奇函数,积分区间 \([-1, 1]\) 关于原点对称。

根据对称性,奇函数在对称区间上的积分为 0。选 A。

176.
定积分 \(\int_{-2}^1 x^2|x| dx\) 等于( )
A. 0
B. 1
C. \(\frac{17}{4}\)
D. \(\frac{15}{4}\)
答案:C

解析:

根据绝对值的定义分段积分:

1. 在区间 \([-2, 0]\) 上,\(x \le 0 \Rightarrow |x| = -x\)。

\(\int_{-2}^0 x^2(-x) dx = \int_{-2}^0 -x^3 dx = [-\frac{x^4}{4}]_{-2}^0 = 0 - (-\frac{(-2)^4}{4}) = -(-\frac{16}{4}) = 4\)。

2. 在区间 \([0, 1]\) 上,\(x \ge 0 \Rightarrow |x| = x\)。

\(\int_0^1 x^2(x) dx = \int_0^1 x^3 dx = [\frac{x^4}{4}]_0^1 = \frac{1}{4} - 0 = \frac{1}{4}\)。

总和:\(4 + \frac{1}{4} = \frac{17}{4}\)。

故选 C。

177.
定积分 \(\int_0^4 (5x+1)e^{5x} dx\) 等于( )
注:根据原题图片,似乎是 \(\int_0^1 \dots\) 或类似,标准计算如下
A. 0
B. \(e^5\)
C. \(-e^5\)
D. \(2e^5\)
答案:B (假设区间[0,1])

解析:

分部积分:\(\int (5x+1) e^{5x} dx\)。令 \(u=5x+1, dv=e^{5x}dx \Rightarrow v=\frac{1}{5}e^{5x}\)。

原式 \(= (5x+1)\frac{1}{5}e^{5x} - \int \frac{1}{5}e^{5x} \cdot 5 dx = (x+\frac{1}{5})e^{5x} - \frac{1}{5}e^{5x} = xe^{5x}\)。

若积分区间为 \([0,1]\):\([xe^{5x}]_0^1 = 1\cdot e^5 - 0 = e^5\)。

故选 B。

178.
设 \(f(x)\) 连续函数,则 \(\int_0^2 xf(x^2) dx =\) ( )
A. \(\frac{1}{2} \int_0^4 f(x) dx\)
B. \(\frac{1}{2} \int_0^2 f(x) dx\)
C. \(\int_0^4 2f(x) dx\)
D. \(\int_0^4 f(x) dx\)
答案:A

解析:

令 \(t = x^2\),则 \(dt = 2x dx \Rightarrow x dx = \frac{1}{2} dt\)。

限:\(x=0 \to t=0, x=2 \to t=4\)。

原式 \(= \int_0^4 f(t) \frac{1}{2} dt = \frac{1}{2} \int_0^4 f(x) dx\)。选 A。

179.
积分 \(\int_{-1}^1 (\frac{e^x - e^{-x}}{2} - x \sin x) dx =\) ( )
A. 0
B. 2
C. -2
D. \(2\sin 1 - 2\cos 1\) (需具体计算)
答案:见解析

解析:

第一部分 \(\frac{e^x - e^{-x}}{2}\) 是奇函数(双曲正弦),在 \([-1,1]\) 积分为0。

第二部分 \(-x \sin x\) 是偶函数(奇 \(\times\) 奇)。

原式 \(= 0 - 2\int_0^1 x \sin x dx\)。

\(\int x \sin x dx = -x\cos x + \sin x\)。

代入:\(-2 [ (-1\cos 1 + \sin 1) - 0 ] = 2\cos 1 - 2\sin 1\)。

(注:若题目单纯考察奇偶性消去项,常选0,但此题第二项偶函数积分不为0。若第二项也是奇函数形式如 \(\sin x\),则全为0)

180.
设 \(f(x)\) 是以 T 为周期的连续函数,则定积分 \(I = \int_l^{l+T} f(x) dx\) 的值( )
A. 与 \(l\) 有关
B. 与 \(T\) 有关
C. 与 \(l, T\) 均有关
D. 与 \(l, T\) 均无关 (注:应为只与T有关,与起点l无关)
答案:B (按通常理解,值依赖函数和周期长度,不依赖起点)

解析:

周期函数在任意一个周期长度上的积分值相等。

即 \(\int_l^{l+T} f(x) dx = \int_0^T f(x) dx\)。

这个值是一个常数,与起点 \(l\) 无关,取决于函数本身和周期 \(T\)。故选与 \(l\) 无关的选项。

181.
设 \(f(x)\) 连续函数,则 \(\int_0^2 \frac{f(\sqrt{x})}{\sqrt{x}} dx =\) ( )
A. \(\frac{1}{2} \int_0^{\sqrt{2}} f(x) dx\)
B. \(2 \int_0^{1+\sqrt{2}} f(x) dx\)
C. \(\int_0^2 f(x) dx\)
D. \(2 \int_0^{\sqrt{2}} f(x) dx\)
答案:D

解析:

令 \(t = \sqrt{x}\),则 \(x = t^2\),\(dx = 2t dt\)。

限:\(x=0 \to t=0, x=2 \to t=\sqrt{2}\)。

原式 \(= \int_0^{\sqrt{2}} \frac{f(t)}{t} \cdot 2t dt = 2 \int_0^{\sqrt{2}} f(t) dt\)。

182.
设 \(f(x)\) 为连续函数,则 \(\int_0^1 f'(2x) dx\) 等于( )
A. \(f(2)-f(0)\)
B. \(\frac{1}{2}[f(1)-f(0)]\)
C. \(\frac{1}{2}[f(2)-f(0)]\)
D. \(f(1)-f(0)\)
答案:C

解析:

凑微分:\(\int_0^1 f'(2x) dx = \frac{1}{2} \int_0^1 f'(2x) d(2x)\)。

\(= \frac{1}{2} [f(2x)]_0^1 = \frac{1}{2} [f(2) - f(0)]\)。

故选 C。

183.
若函数 \(f(x)\) 在区间 \([a,b]\) 上连续,且没有零点,则定积分 \(\int_a^b f(x) dx\) 的值必定( )
A. 大于零
B. 大于等于零
C. 小于零
D. 不等于零
答案:D

解析:

连续且无零点,根据介值定理推论,函数恒正或恒负。

若恒正,积分为正;若恒负,积分为负。无论哪种,积分值均不等于零。选 D。

184.
下列定积分中,积分结果正确的有( )
A. \(\int_a^b f'(x) dx = f(b) - f(a)\)
B. \(\int_a^b f'(x) dx = f(x) + c\)
C. \(\int_a^b f'(2x) dx = f(2b) - f(2a)\) (漏系数)
D. \(\int_a^b f'(2x) dx = \frac{1}{2}[f(2b) - f(2a)]\)
答案:D (A也是对的,若是单选通常考察稍复杂计算,D包含系数变换)

解析:

A 是牛顿-莱布尼茨公式,正确。

D 进行了变量代换,也是正确的(见182题解析)。

若为多选则AD;若单选,可能考察点不同,但A是最基本的。

185.
以下定积分结果正确的是( )
A. \(\int_{-1}^1 \frac{1}{x} dx = 0\) (奇函数?)
B. \(\int_{-1}^1 \frac{1}{x^2} dx = -2\)
C. \(\int_{-1}^1 dx = 2\)
D. \(\int_{-1}^1 x dx = 0\)
答案:C, D

解析:

A: 广义积分(瑕点0),发散。不能简单用奇偶性。

B: 广义积分,发散。

C: \([x]_{-1}^1 = 1 - (-1) = 2\)。正确。

D: 奇函数积分,结果为0。正确。

(注:若单选,C最稳妥;D也正确。)

186.
\(\int_0^a (\arccos x)' dx =\) ( )
A. \(\arccos a - \frac{\pi}{2}\)
B. \(\arccos a\)
C. \(\arcsin a\)
D. \(\arccos a - \arccos 0\) (即 A)
答案:D

解析:

直接利用牛顿-莱布尼茨公式:

\(\int_0^a f'(x) dx = f(a) - f(0) = \arccos a - \arccos 0\)。

因为 \(\arccos 0 = \pi/2\),所以结果也是 \(\arccos a - \pi/2\)。

187.
下列等式成立的有( )
A. \(\int_{-1}^1 x \sin x dx = 0\)
B. \(\int_{-1}^1 e^x dx = 0\)
C. \(\int_a^b [\tan x]' dx = \tan b - \tan a\) (需保证区间内有定义)
D. \(\int_0^{\pi} \sin x dx = 0\)
答案:C (假设有定义)

解析:

A: 偶函数积分不为0。

B: 非奇非偶,积分 \(e - 1/e \ne 0\)。

C: 牛顿-莱布尼茨公式。

D: \([-\cos x]_0^\pi = -(-1) - (-1) = 2 \ne 0\)。

188.
比较两个定积分的大小 \(\int_1^2 x^2 dx\) 与 \(\int_1^2 x^3 dx\) ( )
A. \(\int_1^2 x^2 dx < \int_1^2 x^3 dx\)
B. \(\int_1^2 x^2 dx \le \int_1^2 x^3 dx\)
C. \(\int_1^2 x^2 dx > \int_1^2 x^3 dx\)
D. \(\int_1^2 x^2 dx \ge \int_1^2 x^3 dx\)
答案:A

解析:

在区间 \([1, 2]\) 上,\(x > 1\),所以 \(x^3 > x^2\)。

根据定积分的保号性(比较性质),\(\int_1^2 x^3 dx > \int_1^2 x^2 dx\)。

189.
定积分 \(\int_{-2}^2 \frac{x^2 \sin x}{x^2+1} dx\) 等于( )
A. 1
B. -1
C. 2
D. 0
答案:D

解析:

\(f(x) = \frac{x^2 \sin x}{x^2+1}\)。

\(f(-x) = \frac{(-x)^2 \sin(-x)}{(-x)^2+1} = \frac{x^2(-\sin x)}{x^2+1} = -f(x)\)。

奇函数在对称区间积分等于0。选 D。

190.
\(\int_{-1}^1 |x| dx =\) ( )
A. 2
B. -2
C. 1
D. -1
答案:C

解析:

偶函数,\(= 2\int_0^1 x dx = 2[\frac{x^2}{2}]_0^1 = 2 \cdot \frac{1}{2} = 1\)。

191.
下列定积分中,其值为零的是( )
A. \(\int_{-2}^2 x \sin x dx\)
B. \(\int_0^2 x \cos x dx\)
C. \(\int_{-2}^2 (e^x+x) dx\)
D. \(\int_{-2}^2 (x+\sin x) dx\)
答案:D

解析:

A: 偶函数积分不为0。

D: \(f(x) = x + \sin x\)。\(f(-x) = -x - \sin x = -f(x)\)。奇函数在对称区间积分等于0。选 D。

192.
积分 \(\int_{-1}^2 |x| dx =\) ( )
A. 0
B. \(\frac{1}{2}\)
C. \(\frac{3}{2}\)
D. \(\frac{5}{2}\)
答案:D

解析:

\(\int_{-1}^0 -x dx + \int_0^2 x dx = [-\frac{x^2}{2}]_{-1}^0 + [\frac{x^2}{2}]_0^2\)

\(= (0 - (-1/2)) + (2 - 0) = 1/2 + 2 = 5/2\)。

193.
下列积分中,值最大的是( )
A. \(\int_0^1 x^2 dx\)
B. \(\int_0^1 x^3 dx\)
C. \(\int_0^1 x^4 dx\)
D. \(\int_0^1 x^5 dx\)
答案:A

解析:

在 \((0,1)\) 区间内,指数越小,函数值越大(\(x^2 > x^3 > x^4 > x^5\))。

积分保号性:函数值大的积分结果大。故 \(x^2\) 积分最大。

194.
曲线 \(y^2 = 4-x\) 与 \(y\) 轴所围部分面积为( )
A. \(\int_{-2}^2 (4-y^2) dy\)
B. \(\int_0^2 (4-y^2) dy\)
C. \(\int_0^4 \sqrt{4-x} dx\)
D. \(\int_{-4}^4 x dx\)
答案:A

解析:

将 \(x\) 视为 \(y\) 的函数:\(x = 4-y^2\)。

曲线与 \(y\) 轴交点:\(x=0 \Rightarrow y^2=4 \Rightarrow y=\pm 2\)。

面积 \(S = \int_{-2}^2 x dy = \int_{-2}^2 (4-y^2) dy\)。

195.
曲线 \(y=e^x\) 与该曲线过原点的切线及 \(y\) 轴所围图形面积为( )
A. \(\int_0^1 (e^x - ex) dx\)
B. \(\int_0^1 (ex - e^x) dx\)
C. \(\int_0^e (\ln y - y/e) dy\)
D. \(\int_1^e (\ln y - \dots) dy\)
答案:A (假设切点为(1,e))

解析:

设切点 \((x_0, e^{x_0})\)。切线 \(y - e^{x_0} = e^{x_0}(x-x_0)\)。过原点 \((0,0)\),得 \(0 - e^{x_0} = e^{x_0}(0-x_0) \Rightarrow -1 = -x_0 \Rightarrow x_0=1\)。

切线方程:\(y = ex\)。

面积 \(S = \int_0^1 (y_{曲线} - y_{切线}) dx = \int_0^1 (e^x - ex) dx\)。

196.
曲线 \(y=\sqrt{x}\) 与 \(y=x^2\) 所围成平面图形的面积( )
A. \(\frac{1}{3}\)
B. \(-\frac{1}{3}\)
C. 1
D. -1
答案:A

解析:

交点:\(\sqrt{x} = x^2 \Rightarrow x = x^4 \Rightarrow x(x^3-1)=0 \Rightarrow x=0, 1\)。

在 \([0,1]\) 上 \(\sqrt{x} \ge x^2\)。

\(S = \int_0^1 (\sqrt{x} - x^2) dx = [\frac{2}{3}x^{3/2} - \frac{1}{3}x^3]_0^1 = \frac{2}{3} - \frac{1}{3} = \frac{1}{3}\)。

197.
函数 \(y = c - x\) (c为任意常数) 是微分方程 \(x + y - y' = 1\) 的( )
A. 通解
B. 特解
C. 是解,但不是通解
D. 不是解
答案:D

解析:

代入方程验证:\(y = c - x \Rightarrow y' = -1\)。

左边 \( = x + (c - x) - (-1) = c + 1\)。

要使 \(c+1 = 1\),必须 \(c=0\)。但 \(c\) 是任意常数,不恒成立。

故不是解(除非 \(c=0\),但作为通解或一般解的说法不成立)。选 D。

198.
函数 \(y = 3e^{2x}\) 是微分方程 \(y'' - 4y = 0\) 的( )
A. 通解
B. 特解
C. 是解,不是通解特解
D. 不是解
答案:B

解析:

\(y' = 6e^{2x}, y'' = 12e^{2x}\)。

代入:\(12e^{2x} - 4(3e^{2x}) = 0\)。成立,是解。

因为不含任意常数,且符合方程结构,它是通解 \(C_1 e^{2x} + C_2 e^{-2x}\) 中 \(C_1=3, C_2=0\) 的情况,故为特解。选 B。

199.
\((y'')^2 + y' \sin x + y = x\) 是( )
A. 四阶非线性
B. 二阶非线性微分方程
C. 二阶线性
D. 四阶线性
答案:B

解析:

最高阶导数是 \(y''\),故为二阶。

最高阶导数的次数是2次(\((y'')^2\)),或含有 \(y\) 的非线性项,故为非线性。

选 B。

200.
下列函数中是方程 \(y'' + y' = 0\) 的通解的是( )
A. \(y = C_1 \sin x + C_2 \cos x\)
B. \(y = C e^{-x}\)
C. \(y = C\)
D. \(y = C_1 e^{-x} + C_2\)
答案:D

解析:

特征方程:\(r^2 + r = 0 \Rightarrow r(r+1) = 0 \Rightarrow r_1 = 0, r_2 = -1\)。

通解形式:\(y = C_1 e^{0x} + C_2 e^{-1x} = C_1 + C_2 e^{-x}\)。

选项D符合此形式(常数符号可互换)。